5.2.1.1 Cellule che regolano l’infiammazione
La fase infiammatoria è caratterizzata dall’infiltrazione tissutale di una serie di leucociti, tra cui leucociti polimorfonucleati (PMN), monociti / macrofagi e cellule T. Questi leucociti mediano i processi essenziali per la normale guarigione delle ferite combattendo gli organismi patogeni, rimuovendo i tessuti danneggiati e le cellule apoptotiche / necrotiche, producendo fattori di crescita e promuovendo il rimodellamento della matrice extracellulare (ECM)., L’infiltrazione leucocitaria molto precoce può essere mediata da mastociti residenti nei tessuti, che rilasciano istamina vasodilativa e proteasi, nonché citochine proinfiammatorie. L’importanza dei mastociti residenti nella guarigione delle ferite è stata esaminata dall’uso di topi mutanti con kit carenti di mastociti; Il Kit è un recettore essenziale della tirosina chinasi che guida lo sviluppo dei mastociti nei topi. Ad esempio, nei topi mutanti Kit, il reclutamento dei neutrofili nel sito di lesione è ridotto, sostenendo l’idea che i mastociti promuovano il reclutamento dei neutrofili ., Tuttavia, i topi mutanti Kit presentano fenotipi che si estendono oltre la carenza di mastociti e sono stati generati nuovi modelli di topi più specificamente mirati ai mastociti . Questi ultimi topi esprimono la Cre ricombinasi sotto il controllo dei geni della proteasi dei mastociti per ottenere topi carenti di mastociti indipendenti dal kit. Usando questi topi, è stato dimostrato che i mastociti possono essere dispensabili per la normale guarigione delle ferite ., Infine, l’inibizione farmacologica dei mastociti da parte del cromoglicato disodico riduce l’infiammazione e la formazione di cicatrici nei topi, lasciando aperta la questione se l’alterazione delle funzioni specifiche dei mastociti, piuttosto che il numero di mastociti, possa migliorare la guarigione delle ferite.
Indipendentemente dal fatto che i mastociti siano coinvolti, i leucociti PMN sono generalmente considerati i primi soccorritori dopo il danno tissutale. Queste cellule eliminano i detriti e forniscono protezione contro le infezioni se la funzione di barriera del corpo è compromessa., I neutrofili rilasciano anche enzimi come elastasi e proteasi e specie reattive dell’ossigeno che possono causare danni agli astanti a tessuti altrimenti sani. Nel modello di ferita escisionale cutanea del topo, la deplezione indotta da anticorpi neutrofili ha accelerato la chiusura della ferita in topi adulti di tipo selvaggio e diabetici . Al contrario, la chiusura ritardata della ferita nei topi wild-type invecchiati è stata ulteriormente ritardata dall’esaurimento dei neutrofili . Insieme, questi studi indicano che l’influenza dei neutrofili sulla guarigione delle ferite può dipendere dall’ambiente ospite., Sono necessarie ulteriori indagini sulle diverse funzioni dei neutrofili e dei sottoinsiemi di neutrofili nella guarigione delle ferite, compresa la complessa comunicazione tra neutrofili e altre cellule immunitarie che può portare a una guarigione migliorata o compromessa.
I monociti / macrofagi seguono i neutrofili nel sito di lesione o uscendo dal sangue o migrando e proliferando dal loro pool locale. Rimuovono il tessuto danneggiato e le cellule necrotiche o apoptotiche attraverso la fagocitosi, producono citochine / fattori di crescita e presentano antigene alle cellule immunitarie adattive come le cellule T., I macrofagi svolgono un ruolo sia nel danno tissutale che nella riparazione sulla base di studi che coinvolgono l’esaurimento selettivo dei macrofagi della ferita in diverse fasi di guarigione in diversi modelli di lesioni . Questi studi hanno indicato che i macrofagi della ferita sono coinvolti nelle risposte di guarigione, inclusa l’angiogenesi e la deposizione di collagene .
In condizioni non infiammatorie, i tessuti periferici contengono principalmente macrofagi M2-simili residenti nel tessuto che contribuiscono all’omeostasi tissutale., In caso di lesione tissutale o infezione, l’attivazione del tipo M1 è indotta dall’impegno di recettori di riconoscimento del modello con modelli molecolari associati al danno (DAMPs) o modelli molecolari associati al patogeno (PAMPs), rispettivamente . Gli studi si sono concentrati sui fenotipi dei macrofagi espressi durante la guarigione delle ferite dopo la lesione tissutale. Infatti, i macrofagi simili a M1 compaiono nella fase iniziale dell’infiammazione e vengono sostituiti da macrofagi simili a M2 .
Diverse ontogenie dei macrofagi possono anche influenzare i fenotipi dei macrofagi durante la guarigione delle ferite., Nell’infarto miocardico, monociti Ly6Chi/macrofagi simili a M1 e monociti/macrofagi dendritici CD11c+ si accumulano durante la fase proinfiammatoria iniziale, seguita da macrofagi simili a Ly6Clo / M2 associati a risposta antinfiammatoria o di guarigione . Ly6Chi monociti/macrofagi simili a M1 e CD11c + monociti/macrofagi dendritici sono stati segnalati come derivati dal midollo osseo in condizioni infiammatorie ., Tuttavia, resta da stabilire se i macrofagi Ly6Clo/M2-simili che si accumulano nel tessuto curativo derivano da progenitori residenti nel tessuto o da macrofagi Ly6Chi monociti/M1-simili durante una conversione del fenotipo che può essere regolata dall’ambiente tissutale . Inoltre, poiché i monociti Ly6Clo possono contribuire a risposte proinfiammatorie in alcuni modelli di lesioni infiammatorie, il ruolo preciso dei sottoinsiemi di monociti può essere specifico per ogni situazione .,
I linfociti T infiltrano il tessuto danneggiato nella fase infiammatoria tardiva e rimangono nel tessuto durante la fase di rimodellamento per settimane o più. Negli studi classici, topi nudi congenitamente atimici che mancano di un normale sistema a cellule T hanno mostrato una maggiore risposta fibrotica, suggerendo che le cellule T possono limitare la fibrosi . Una serie di studi che utilizzano la deplezione di cellule T indotta da anticorpi monoclonali ha suggerito che una sottopopolazione di cellule T stimola la guarigione delle ferite ., Le cellule T che risiedono nella pelle non ferita dei topi sono state identificate come cellule T γδ, che possono aiutare a mantenere l’omeostasi e la guarigione diretta delle ferite . Simili cellule T residenti nella pelle sono state osservate nella pelle ferita . Le cellule T dermiche possono eseguire una varietà di funzioni durante la guarigione delle ferite attraverso la secrezione di fattori solubili come i fattori di crescita dei cheratinociti e il fattore di crescita insulino-simile (IGF) . È interessante notare che, ma non sorprendentemente, le cellule T epidermiche sono sensibili a condizioni metaboliche come l’iperglicemia e l’obesità nei topi e negli esseri umani ., Nell’infarto miocardico del topo, le cellule T regolatorie Foxp3+CD4 + sembrano migliorare la guarigione modulando la differenziazione dei monociti / macrofagi . Mentre il significato dei linfociti T nella guarigione delle ferite umane rimane oscuro, le cellule CD4 + T helper 2 (TH2) possono promuovere la guarigione attraverso la produzione delle citochine Th2 chiave come IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13 .
Le cellule staminali/stromali mesenchimali (MSC) possono migrare verso i siti di lesione dal loro luogo di residenza negli spazi perivascolari di vari tessuti e / o attraverso la circolazione ., MSCs può essere isolato da varie fonti come il tessuto adiposo, midollo osseo, e sangue periferico e ampliato per uso terapeutico, che ha dimostrato di accelerare la guarigione delle ferite . Inoltre, la mobilizzazione endogena di MSC può essere migliorata da interventi farmacologici sistemici., Citochine e fattori di crescita come il granulocyte colony stimulating factor, granulocyte macrophage colony stimulating factor, fattore di crescita degli epatociti, fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF), e una combinazione di questi sono stati utilizzati per promuovere la guarigione delle ferite attraverso endogeno MSC mobilitazione , mentre queste terapie anche mobilitare le cellule staminali e progenitrici ematopoietiche (Poss) e cellule progenitrici endoteliali (Epc) ., Il recettore della chemochina CXCR4 è espresso su MSCS, HSPCs ed EPCS e svolge un ruolo importante sia nella ritenzione cellulare nel midollo osseo (BM) che nel reclutamento nel sito della ferita. L’antagonista CXCR4 AMD3100, specialmente se combinato con altri fattori mobilizzanti, ha dimostrato di rilasciare cellule staminali e progenitrici dal loro midollo osseo di ancoraggio, guidando così la loro mobilitazione . Combinato con tacrolimus a basso dosaggio o IGF-1, AMD3100 migliora la guarigione delle ferite cutanee e la guarigione delle fratture ossee attraverso un aumento dell’accumulo di MSC e/o EPC nel sito della ferita., MSCs può promuovere la guarigione della ferita da transdifferenziazione in più tipi di cellule . Forse più significativamente, le MSC hanno notevoli effetti immunomodulatori sull’ambiente circostante dopo l’impianto e possono secernere una varietà di fattori e indurre la secrezione di fattori da altre cellule vicine , specialmente quelle con effetti antinfiammatori .
La fornitura di leucociti da fonti ematopoietiche partecipa anche alla regolazione della risposta infiammatoria poiché le cellule che infiltrano i tessuti feriti dal sangue devono essere reintegrate., Studi sulla guarigione dell’infarto miocardico e dell’ictus hanno rivelato che il turnover dei monociti/macrofagi nella fase infiammatoria acuta è rapido con un tempo medio di permanenza tissutale di 20 h e che i monociti proinfiammatori, forse così come i neutrofili, data la loro durata di vita più breve, sono costantemente reintegrati dalle cellule trasmesse dal sangue nel sito del danno ., La regolazione dell’apporto cellulare dal sangue dipende da molteplici eventi biologici: produzione e mobilizzazione dagli organi ematopoietici come midollo osseo e milza, migrazione transendoteliale allo spazio interstiziale tissutale (reclutamento cellulare), sopravvivenza e proliferazione cellulare ed emigrazione dal tessuto. Regolatori per questi processi potrebbero verificarsi a più livelli dal controllo dell’espressione genica a segnali ambientali, comprese le molecole di adesione e l’espressione di recettori e citochine/chemochine, come rivisto altrove ., In particolare, la chemochina CCL2 / MCP-1 svolge ruoli essenziali sia nella mobilizzazione mieloide dal midollo osseo che nella sua infiltrazione nel tessuto infiammato . Almeno nei topi, la milza e gli organi linfoidi fungono da serbatoi monocitari che possono essere deleteri per la guarigione delle ferite quando l’apporto è maggiore del necessario per una riparazione efficiente, ad esempio in condizioni proinfiammatorie tra cui ipercolesterolemia e aterosclerosi . Uno studio ha dimostrato che la lesione cerebrale attiva le cellule staminali ematopoietiche per produrre cellule mieloidi nel midollo osseo del topo ., La nostra ricerca ha dimostrato che la lesione ischemica degli arti posteriori nei topi causa l’espansione e la mobilizzazione delle cellule progenitrici ematopoietiche nel midollo osseo . Questi studi indicano che più fonti di cellule infiammatorie e staminali ematopoietiche e cellule progenitrici partecipano alla regolazione dell’infiammazione nei tessuti periferici durante la guarigione delle ferite, sebbene i meccanismi associati siano in gran parte sconosciuti.
